電感飽和及電感測量的研究.docx

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1、資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。電感飽和及電感測量的研究一、從物理特性上了解磁性材料的磁飽和1、磁性材料的磁化鐵磁物質(zhì)之因此能被磁化,是因?yàn)檫@類物質(zhì)不同于非磁物質(zhì),在其內(nèi)部有許多自發(fā)磁化的小區(qū)域—磁疇。在沒有外磁場作用時(shí),這些磁疇排列的方向是雜亂無章的(a)(b)(圖1.1(a)),小磁疇間的磁場是相互抵消的,圖1.1鐵磁物質(zhì)的未對外不呈現(xiàn)磁性。如給磁性材料加外磁場,磁化(a)和例如將鐵磁材料放在一個(gè)載流線圈中,在被磁化(b)時(shí)的磁疇電流產(chǎn)生的外磁場作用下,材料中的磁疇排列順著磁場方向轉(zhuǎn)動(dòng),加強(qiáng)了材料內(nèi)的磁場。隨著外磁場加強(qiáng),轉(zhuǎn)到外磁場方向的磁疇就

2、越來越多,與外磁場同向的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越強(qiáng)(1.1(b))。這就是說材料被磁化了。2、磁材料的磁化曲線2.1磁性物質(zhì)磁化過程和初始磁化曲線如將完全無磁狀態(tài)的鐵磁物質(zhì)進(jìn)行磁化,磁場強(qiáng)度從零逐漸增加,測量鐵磁物質(zhì)的磁通密度,得到磁通密度和磁場強(qiáng)度之間關(guān)系,并用B-H曲線表示,該曲線稱為磁化曲線,如圖1.2(e)曲線C所示。沒有磁化的磁介質(zhì)中的磁疇完全是雜亂無章的,因此對外界不表現(xiàn)磁性(圖1.2(a))。當(dāng)磁介質(zhì)置于磁場中,外磁場較弱時(shí),隨著磁場強(qiáng)度的增加,與外磁場方向相差不大的部分磁疇逐漸轉(zhuǎn)向外磁場方向資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。(圖1.2(b)),

3、磁感應(yīng)B隨外磁場增加而增加(圖1.2(e)中oa段)。如果將外磁場H逐漸減少到零時(shí),B仍能沿ao回到零,即磁疇發(fā)生了”彈性”轉(zhuǎn)動(dòng),故這一段磁化是可逆的。當(dāng)從磁場繼續(xù)增大時(shí),與外磁場方向相近的磁疇已經(jīng)趨向于外磁場方向,那些與磁場方向相差較大的磁疇克服”摩擦”,也開始轉(zhuǎn)向外磁場方向(圖1.2(c)),因此磁感應(yīng)B隨H增大急劇上升,如磁化曲線ab段。如果把a(bǔ)b段放大了看,曲線呈現(xiàn)階梯狀,說明磁化過程是跳躍式進(jìn)行的。如果這時(shí)減少外磁場,B將不再沿ba段回到零,過程是不可逆的。BBBcHbCaBHH(a)(b)HBbBcatgα=μ0AHoHHHα(c)

4、(d)(e)圖1.2鐵磁物質(zhì)的磁化特性磁化曲線到達(dá)b點(diǎn)后,大部分磁疇已趨向了外磁場,從此再增加磁場強(qiáng)度,可轉(zhuǎn)動(dòng)的磁疇越來越少了,故B值增加的速度變緩。這段磁化曲線附近稱為磁化曲線膝部。從b進(jìn)一步增大磁場強(qiáng)度,只有資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。很少的磁疇能夠轉(zhuǎn)向(圖1.2(d)),因此磁化曲線緩慢上升,直至停止上升(c點(diǎn)),材料磁性能進(jìn)入所謂飽和狀態(tài),隨磁場強(qiáng)度增加B增加很少,該段磁化曲線稱為飽和段。這段磁化過程也是不可逆的。鐵磁材料的B和H的關(guān)系可表示為BJ0H(1.1)式中0—真空磁導(dǎo)率;J—磁化強(qiáng)度。上式表示磁芯中磁通密度是磁性介質(zhì)的磁感

5、應(yīng)強(qiáng)度J(也稱磁化強(qiáng)度)和介質(zhì)所占據(jù)的空間磁感應(yīng)強(qiáng)度之和。當(dāng)磁場強(qiáng)度很大時(shí),磁化強(qiáng)度達(dá)到最大值,即飽和(圖1.2(e)曲線B),而空間的磁感應(yīng)強(qiáng)度不會(huì)飽和,仍繼續(xù)增大(圖1.2(e)中曲線A)。合成磁化曲線隨著磁場強(qiáng)度H增大,B仍稍有增加(圖1.2(e)曲線C)。從材料的零磁化狀態(tài)磁化到飽和的磁化曲線一般稱為初始磁化曲線。2.2飽和磁滯回線和基本參數(shù)如果將鐵磁物質(zhì)沿磁化曲線OS由完全去磁狀態(tài)磁化到飽和Bs(如圖1.3所示),此時(shí)如將外磁場H減小,B值將不再按照原來的初始磁化曲線(OS)減小,而是更加緩慢地沿較高的B減小,這是因?yàn)榘l(fā)生剛性轉(zhuǎn)動(dòng)的磁疇保留了外

6、磁場方向。即使外磁場H=0時(shí),B0,即尚有剩余的磁感應(yīng)強(qiáng)度Br存在。這種磁化曲線與退磁曲線不重合性能稱為磁化的不可逆性。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的改變滯后于磁場強(qiáng)度H的現(xiàn)象稱為磁滯現(xiàn)象。如要使B減少,必須加一個(gè)與原磁場方向相反的磁場強(qiáng)度-H,當(dāng)資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。這個(gè)反向磁場強(qiáng)度增加到-Hc時(shí),才能使磁介質(zhì)中B=0。這并不意味著磁介質(zhì)恢復(fù)了雜亂無章狀態(tài),而是一部分磁疇仍保留原磁化磁場方向,而另一部分在反向磁場作用下改變?yōu)橥獯艌龇较?兩部分相等時(shí),合成磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。如果再繼續(xù)增大反向磁場強(qiáng)度,鐵磁物質(zhì)中反轉(zhuǎn)的磁疇增多,反向磁感應(yīng)強(qiáng)度增

7、加,隨著-H值的增加,反向的B也增加。當(dāng)反向磁場強(qiáng)度增加到-Hs時(shí),則B=-Bs達(dá)到反向飽和。如果使-H=0,B=-Br,要使-Br為零,必須加正向HC。如H再增大到Hs時(shí),B達(dá)到最大值Bs,磁介質(zhì)又達(dá)到正向飽和。這樣磁場強(qiáng)度由Hs→0→-HC→-Hs→0→HC→Hs,相應(yīng)地,磁感應(yīng)強(qiáng)度由Bs→Br→0→-BS→-Br→0→Bs,形成了一個(gè)對原點(diǎn)O對稱的回線(圖1.3),稱為飽和磁滯回線,或最大磁滯回線。在飽和磁滯回線上可確定的特征參數(shù)(圖1.3)為:1)飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度BS是在指定溫度下,用